张松才 刘 静 袁 丽 郭 娜

    8月20日，鲁西南东明县的田野上，桥5－侧9井抽油机日夜运转。今年以来，这口井累计增油135吨，减少无效液量3180吨。创造这一效益的玄机就藏在井下碗口大小的智能分采装置里。

    中原油田自主研发的智能分采技术，如同3000米井下的“智能开关”，能自动辨识高含水层与潜力油层，精准控水引油，成为老油田效益开发的新引擎。截至目前，智能分采技术已在48个区块成功应用，精准识别层系78套，累计降低无效液量38.7万立方米，增油9247吨，为高含水开发后期的油田突破采收率瓶颈提供了关键支撑。

    勇闯技术“无人区”

    历经近50年高速开发，中原油田已进入高含水开发后期，采出液含水率高达94.8%。注入地下的水流，常常沿着“优势通道”窜入井筒，挤占压力较低的潜力油层，把剩余油逼进地层的“犄角旮旯”，致使原油盈亏平衡点难以下降，制约老油田效益开发。

    面对困境，中原油田组建专项攻关团队，对油田高含水开发现状展开全面调研，详细了解油井生产情况和堵水过程中遇到的难题。通过海量数据分析，团队掌握了高含水层和潜力油层的分布特征、窜流规律等关键信息。

    一个大胆的想法在团队中萌生：能不能造一个“智能开关”，让它在3000米深的井下精准识别高含水层和潜力油层，在不起下井中管柱的前提下，自主关闭高含水层，打开潜力油层，让油井多产油、少出水，充分释放油层能量？

    怀揣着这个想法，团队开启了艰难的探索。他们广泛借鉴国内外相关领域的先进理念和技术，结合中原油田的实际情况，对智能分采装置的工作原理、结构设计、功能实现等进行了一次又一次的论证与优化，最终形成智能分采技术完整方案，向着这片技术 “无人区” 发起冲击。

    “螺蛳壳”里铸精器

    “别说实现精准识别和自动开关了，光是把传感器、控制器这些部件塞进120毫米的井筒，都像在螺蛳壳里做道场。”团队成员、中原油田石油工程技术研究院自动化控制研究中心主管罗代亮说。为了在狭小空间内集成所有功能，攻关团队1毫米1毫米地压缩部件尺寸，光是装置结构就调整了14次。

    更棘手的是井下环境：三四十兆帕的压力、120摄氏度的高温，加上富含钙镁离子的腐蚀性流体，普通元器件根本耐受不了这样复杂的环境。“控制电路在常温下好好的，一进高温箱就‘歇菜’。”罗代亮回忆道。

    为攻克难关，团队精选耐150摄氏度高温的控制元件和高强度不锈钢材料，针对不同井况开展适应性实验，成功解决装置在高盐环境下信号传输不稳定的问题。为最大限度确保装置入井后的可靠性，他们把每组高温测试从72小时延长到168小时，骨干工程师主动“住进”实验室，开启“白加黑”连轴转模式。历经艰难测试，第一代智能分采装置于2019年在濮城采油厂濮143井成功应用，采出液含水下降20%，产量实现翻番。

    “按照中原油田5.7亿吨探明地质储量计算，采收率每提高1%，就能多产600万吨原油，这对我们意义重大。”油田副总工程师、石油工程技术研究院院长牛保伦说。

    技术迭代提升功能

    新卫107井应用最新迭代的智能分采装置后，仅用20天就完成了3个油层的精准调控，单井日增油2吨，较早期技术应用效率提升 40%。这一成果，正是中原油田智能分采技术持续迭代升级的生动体现。

    智能分采技术的核心在于在井下精准识别油层与含水层。而这一核心功能的实现，离不开技术的不断迭代，从最初只能两级两段分层认识，到如今可精准调控5个以上层段，从信号传输耗时超120分钟，到现在不到半小时就及时响应，每一次迭代都让核心功能更稳定、高效。

    此外，团队发现电池续航也是影响技术规模化应用的关键瓶颈。早期装置电池寿命仅6个月，到期后需起井更换，不仅影响生产，而且增加了作业成本。技术人员通过优化电路设计、采用低功耗芯片，将电池休眠时段的耗电量由毫安级降低到微安级，最终将电池寿命延长至2年。在元器件选用上，最初部分核心部件依赖进口，不仅价格高昂，而且供货周期长。团队对进口元器件进行国产化替代攻关，通过反复测试和调试，最终实现了所有元器件的国产化，摆脱了对进口元器件的依赖。

    目前，智能分采技术已更新至第3代，并成功在中原油田54口井应用。其中，“找堵水井下开关器”成果获国家知识产权局发明专利授权。